應用無線網絡技術組建局域網的關鍵技術研究及應用

姚陽迪

摘要：在當前的計算機網絡中，無線局域網技術是重要的組成部分。伴隨著無線局域網技術標準體系的逐步完善，無線局域網技術逐漸成熟。本文就基于無線網絡技術組建局域網過程中的關鍵技術進行探討，同時分析了無線局域網技術的實踐應用。

關鍵詞：無線網絡;局域網組建;關鍵技術;實際應用

中圖分類號：T953 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）11-0033-02

無線局域網（Wireless Local Area Network，WLAN）作為一種極為便利的數據傳輸系統，以無線網絡技術為支撐，借助射頻技術以及舊式雙絞銅線構成基于網絡，實現了信息的“隨身化”。就該項技術的優勢來看，基于無線網絡技術組建的局域網，具有維護簡單、安裝便捷、故障檢測迅速、可移動性、不受布線點控制等特點，在校園網絡建設、公眾服務、企業內部網絡構建等方面有著較為廣泛的應用[1]。在WLAN技術發展與推廣應用的過程中，人們的生活方式也發生了較大的變化。

1 基于無線網絡技術組建局域網的關鍵技術

1.1 WLAN現有技術標準

WLAN技術是作為有限局域網絡的一種延伸形式而存在的，是從傳統意義的局域網技術發展為公共無線局域網的重要轉變。在該項技術的發展過程中，WLAN的標準之爭，是眾多生產廠商以及運營實體極為關注的話題之一。IEEE 802.11系列是現階段應用較為廣泛的一個技術標準系列，此外，還有HiperLan標準、HomeRF標準、藍牙SIG標準等。以下主要對IEEE 802.11標準系列進行分析。

IEEE 802.11標準由多個子集構成，該標準系列詳細地定義了WLAN中，從物理層到MAC層的通信協議。該系列中功績較為突出的是802.11b（Wi-Fi）、802.11a與802.11g，且802.11b在眾多的標準中處于極為重要的先導地位。802.11b使用開放的2.4GHz頻段，以CCK（補碼鍵控）、DSS（編碼的直接序列擴頻）為物理調控方式，理論最大數據傳輸速率為11Mbps，實際傳輸速率一般在5Mbps左右，可達到有線局域網環境下普通10Baes-T規格的水平。隨著關鍵數據的傳輸需求變化，802.11b的速率問題以及安全問題變得尤為突出。安全問題方面，IEEE 802.11協議標準建議使用RSN（魯棒型安全網絡）、VPN（虛擬專用網）安全技術。

針對802.11b中存在的干擾問題，802.11a的工作頻帶為5GHz，避開了擁擠的2.4GHz頻段。802.11a的物理層速率可達54Mbps，傳輸層可達25Mbps。從數據傳輸速率以及使用頻率的選擇角度來看，802.11a明顯優于802.11b，但其技術成本較高、經濟規模難以擴大、空中接力較差、點對點連接的經濟性差，不適合在小型設備中使用。為了解決802.11b與802.11a之間的互通問題，802.11g標準被提出。作為802.11b的有效延續，802.11g在頻段上沿用了2.4GHz頻段，具有較高的互通性，同時速率聲線提升至了54Mbps。

1.2 物理層技術與MAC層技術

在WLAN技術中，物理層技術是尤為重要的關鍵技術。WLAN的物理層結構可分為PLCP與PMD兩個子層，其中PMD子層為物理介質相關子層，包括FHSS、DSSS等內容。PMD層主要負責物理肢體之間的基于無線媒質的比特發送與接受，而PLCP層則主要完成MAC子層協議數據單元到物理層數據幀的映射。在802.11b標準中，基于DSSS調制技術，將原始的編碼信號與一組比特率遠大于它的擴頻序列作異或運算，從而達到擴展信號頻譜、抑制干擾的目的;在802.11a/g/n標準中，基于OFDM調制技術，將頻域內給定信道分為若干正交子信道。

在WLAN的MAC層，采用的數據傳輸協議為CSMA/CA（載波監聽多路訪問/沖突避免）協議：無線設備在發送數據之前，先對線路的忙閑狀態進行探測;若空閑，則發送數據，同時檢測是否存在數據碰撞現象。基于這一協議，當多個用戶對共享鏈路同時發起訪問時，即可進行有效的協調，避免因線路爭搶而出現數據傳輸受阻的情況。就MAC層的CSMA/CA工作過程來看，任何接點在進行鏈路訪問之前，都需要進行載波檢測;發送接點首先發出RTS控制幀，接收接點在收到RTS控制幀后，即回送CTS控制幀，進行響應;發送節點在收到CTS控制幀后，首先啟動一個時間片，隨即開始發送數據幀;待數據幀發送完畢后，發送接點即等待接收接點回送ACK控制幀，并進行最終確認。

1.3 IEEE 802.11網絡架構

就IEEE 802.11網絡的基本組成來看，主要包括ESS、BSS、DS、AP、STA、IBSS等。其中，SAT一般由無線網卡與PC機或筆記本組成，AP起橋接作用，與Hub的功能大致相似。WLAN的網絡架構主要包括有中心網絡以及無中心網絡兩種類型。

有中心網絡又被稱為結構化網，主要由DSS、STA以及無線AP三個部分組成。其中，無線AP主要用于無線工作站以及有限網絡之間的數據轉發、接收、緩存。有中心網絡的覆蓋區域分為ESS和BSS兩種，ESS由多個AP以及連接這些AP的分布式系統構成的結構化網絡，BSS由STA以及與之關聯的無線訪問點構成。對高層協議而言，一個ESS，就相當于一個IP子網。

無中心網絡又被成為對等網絡，主要用于多臺無線網絡工作站之間的直接通訊。該類型的網絡架構智能滿足獨立使用需求，不能與有線網絡進行連接。就其組成來看，一個無中心網絡，可以稱之為最簡單的無線局域網構造，不受時間的限制，組網方便、靈活。但無中心網絡僅能滿足用戶較少、距離較近的狀況，因而適用性方面存在一定的缺陷。

2 無線局域網技術的應用

通俗地講，WLAN是使用無線連接的局域網，以無線電波作為數據傳輸的媒介。IEEE定義的802.11系列標準是無線局域網最通用的標準，但其標準體系仍然存在一些問題，以主流的802.11b標準為例，其傳輸速率限制以及安全問題，在一定程度上限制了802.11b的發展。雖然被視作新一代WLAN標準的802.11g彌補了802.11b存在的一些問題，但其推廣應用過程仍然存在一些困境。在現階段的實際應用中，WLAN技術已經被廣泛地應用于校園、機場、商務區等公共區域[2]。

不可否認的是，經過十余年的發展，無線局域網技術已經日漸成熟，相關的技術規范以及技術標準也逐漸完善[3]。針對現階段無線局域網關鍵技術中存在的部分問題，無線局域網未來發展的方向，將主要集中在安全性問題、網絡管理、與4G或5G等其他移動通信系統之間的關系等方面。面對良好的發展前景，積極推動無線局域網技術的研究與實用化，將促使我國的信息化發展進程將進一步加快，同時為我國的通信市場、信息產業發展創造良好機遇。

3 結語

縱觀無線局域網技術的發展歷程，在發現問題-解決問題的循環中，相關的技術標準以及技術規范得到了不斷完善，而此項技術也逐步走向成熟。雖然當下的無線局域網技術發展、實用仍存在一些問題，但通過關鍵技術的優化以及新理論、新方法的引入，無線局域網絡的建設將得到進一步發展。

參考文獻

[1]廖威.無線局域網技術的現狀及發展方向探討[J].網絡安全技術與應用，2017（2）：15-16.

[2]江林.探究無線局域網絡的應用和組建[J].數碼世界，2017（9）：127-127.

[3]黃天.無線局域網技術及應用探究[J].網絡安全技術與應用，2017（7）：84-85.

Research and Application of Key Technologies for Building Local Area Network with Wireless Network Technology

YAO Yang-di

（Experimental Teaching Center of Economics and Management Henan University of Economics and Law，

Zhengzhou Henan 450018）

Abstract：In the current computer network， wireless LAN technology is an important part. With the gradual improvement of the standard system of wireless local area network technology， the technology of wireless local area network has gradually matured. This paper discusses the key technologies in the process of building local area network based on wireless network technology， and analyses the practical application of wireless local area network technology.

Key words：wireless network; LAN formation; key technology; practical application